Клітини раку мають потужні генетичні механізми, які змушують гени росту працювати на максимальній потужності. Однак така надмірна активність може мати небезпечний побічний ефект — пошкодження власної ДНК пухлини.
Нове дослідження показало, що ракові клітини можуть буквально створювати умови для появи мутацій, які згодом допомагають їм адаптуватися та ставати агресивнішими. Водночас цей процес може стати новою мішенню для майбутніх методів лікування.
Генетичні «перемикачі» працюють на межі можливостей
Щоб швидко ділитися й виживати, пухлини змушують окремі гени працювати набагато активніше, ніж це відбувається у здорових клітинах. Багато з цих генів відповідають за поділ клітин, підтримку росту та захист від несприятливих умов.
Дослідники з Єврейського університету в Єрусалимі виявили, що така надзвичайна активність створює фізичне навантаження на молекули ДНК. Особливу увагу вони приділили так званим суперенхансерам — ділянкам геному, які діють як потужні регулятори та можуть багаторазово посилювати роботу певних генів. Саме в цих регіонах вчені найчастіше знаходили небезпечні пошкодження ДНК.
Пухлина сама створює цикл пошкодження і ремонту
За допомогою спеціального методу картування геному команда дослідників визначила місця появи дволанцюгових розривів ДНК — одного з найсерйозніших типів генетичних пошкоджень. Виявилося, що ці розриви виникають не випадково. Вони концентруються у ділянках, де суперенхансери змушують гени росту працювати з надзвичайною інтенсивністю.
Ракові клітини зазвичай можуть швидко ремонтувати такі пошкодження й продовжувати існувати. Але кожен цикл «поломка — відновлення» створює шанс для помилок. З часом ці помилки накопичуються у вигляді нових мутацій.
Саме так пухлина може отримувати додаткові переваги: ставати стійкішою до лікування, швидше поширюватися або краще пристосовуватися до змін середовища.
Слабке місце, яке може допомогти в боротьбі з раком
Вчені зазначають, що нестабільність геному може бути не просто наслідком розвитку раку, а частиною самого механізму його виживання.
«Клітини раку залежать від суперенхансерів, щоб підтримувати активність генів росту. Але ця ж залежність створює сильне навантаження на ДНК», — пояснили автори дослідження.
Це відкриває новий напрям у розробці терапії. Якщо вдасться впливати на роботу суперенхансерів або блокувати здатність пухлин відновлювати пошкоджену ДНК, можна буде зробити ракові клітини більш вразливими.
Сила раку може стати його слабкістю
Раніше вчені часто розглядали мутації як випадковий результат пошкодження клітин. Нові дані показують, що в деяких випадках сам спосіб життя пухлини — її постійне прагнення до швидкого росту — може створювати генетичну нестабільність.
Пухлина отримує перевагу від надмірної активності своїх генів, але водночас ця стратегія змушує її власну ДНК працювати під постійним стресом. Дослідники сподіваються, що розуміння цього механізму допоможе створити нові методи лікування, які будуть використовувати залежність раку від власних генетичних «перемикачів» проти нього самого.
Робота, опублікована в журналі Science Advances, додає ще одну важливу деталь до розуміння того, чому деякі пухлини так швидко змінюються та стають складнішими для боротьби.